一种耐高温宽波束喇叭天线设计

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

一种耐高温宽波束喇叭天线设计

作者:智钢

来源:《科技经济市场》2014年第07期

摘 要:本文介绍了一种喇叭天线,通过减小H 面口径宽度,增大了H 面的波束宽度;为了增大天线的带宽,采用脊波导的形式并在天线开口端加脊;同时在天线口面加陶瓷介质材料天线罩以达到耐高温的性能。由于天线罩的反射,对天线驻波等性能有很大影响,通过HFSS 软件仿真优化,天线增益达到9dB 以上,H 面-3dB 波束宽度达到60度,在10%带宽内匹配良好。

关键词:喇叭天线;脊波导;带宽;增益

0 引言

对喇叭天线进行优化设计,目前比较常用的耐高温的材料有石英玻璃、陶瓷等材料,但是从造价、电性能等方面综合考虑,采用陶瓷材料更加方便[2]。

由于天线的口径与其波束宽度是成反比的,所以为了增加天线的波束宽度,只能减小天线的口径。针对线极化喇叭天线,具体要根据需要增大的是E 面或者H 面的波束宽度而相应地减小喇叭天线口面的长度或者宽度[3,4]。

1 喇叭天线设计原理

一般来说脊喇叭天线由三部分组成:馈电部分、脊波导部分、喇叭张开部分,为了达到耐高温的性能,还需要在喇叭开口端加上天线罩,其模型如图1所示。各部分的设计原理如下。

(1)馈电部分的设计

馈电部分结构示意图如图2所示,由于脊波导的阻抗很低,经过调整很容易达到50Ω,所以同轴接头2一般选用50Ω的SMA 或N 型接头。同轴线的外导体连接在波导的侧壁上,并于上面的脊4相连。内导体3穿过上面的脊连接到下面的脊形成短路。最后,在脊波导的后端加一段直波导1,通常长度应小于最高工作频率的半个波长。在这里设计的关键部分是接头的位置距离脊末端的距离,HFSS 仿真结果表明,此距离越小,天线的匹配性能越好,所以在实际设计中,在考虑到脊的材料强度的基础上尽量缩短这一距离。

(2)脊波导部分设计

脊波导部分截面示意图如图3所示。波导的横截面尺寸为a×b ,脊宽为a1,脊间距b1,波导口径的选择以高端频率来选取,矩形口径直波导加脊后截至频率的计算式为:

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

一种耐高温宽波束喇叭天线设计

作者:智钢

来源:《科技经济市场》2014年第07期

摘 要:本文介绍了一种喇叭天线,通过减小H 面口径宽度,增大了H 面的波束宽度;为了增大天线的带宽,采用脊波导的形式并在天线开口端加脊;同时在天线口面加陶瓷介质材料天线罩以达到耐高温的性能。由于天线罩的反射,对天线驻波等性能有很大影响,通过HFSS 软件仿真优化,天线增益达到9dB 以上,H 面-3dB 波束宽度达到60度,在10%带宽内匹配良好。

关键词:喇叭天线;脊波导;带宽;增益

0 引言

对喇叭天线进行优化设计,目前比较常用的耐高温的材料有石英玻璃、陶瓷等材料,但是从造价、电性能等方面综合考虑,采用陶瓷材料更加方便[2]。

由于天线的口径与其波束宽度是成反比的,所以为了增加天线的波束宽度,只能减小天线的口径。针对线极化喇叭天线,具体要根据需要增大的是E 面或者H 面的波束宽度而相应地减小喇叭天线口面的长度或者宽度[3,4]。

1 喇叭天线设计原理

一般来说脊喇叭天线由三部分组成:馈电部分、脊波导部分、喇叭张开部分,为了达到耐高温的性能,还需要在喇叭开口端加上天线罩,其模型如图1所示。各部分的设计原理如下。

(1)馈电部分的设计

馈电部分结构示意图如图2所示,由于脊波导的阻抗很低,经过调整很容易达到50Ω,所以同轴接头2一般选用50Ω的SMA 或N 型接头。同轴线的外导体连接在波导的侧壁上,并于上面的脊4相连。内导体3穿过上面的脊连接到下面的脊形成短路。最后,在脊波导的后端加一段直波导1,通常长度应小于最高工作频率的半个波长。在这里设计的关键部分是接头的位置距离脊末端的距离,HFSS 仿真结果表明,此距离越小,天线的匹配性能越好,所以在实际设计中,在考虑到脊的材料强度的基础上尽量缩短这一距离。

(2)脊波导部分设计

脊波导部分截面示意图如图3所示。波导的横截面尺寸为a×b ,脊宽为a1,脊间距b1,波导口径的选择以高端频率来选取,矩形口径直波导加脊后截至频率的计算式为:


相关文章

  • 宽波束双馈源超宽带抛物面天线设计与仿真
  • 第19卷第12期 2007年12月 文章编号:强HIGH激POWER光与粒子束V01.19,No.12Dec..2007LASERANDPARTICLEBEAMS100l一4322(2007)12-2065一04 宽波束双馈源超宽带抛物面天 ...查看


  • 天线设计原理
  • 天线原理与设计 绪论 0.1 天线在无线电工程中的作用 天线已随处可见,它已与我们的日常生活密切相关.例如,收听无线电广播的收音机需要天线,电视机需要天线,手机也需要天线.在一些建筑物.汽车.轮船.飞机上等都可以看见各种形式的天线. 收音机 ...查看


  • 自制WIFI抛物面天线!实现免费蹭网(多图)
  • [转载]无线路由器增益天线制作方?无线 电视 ...ty154 [转载]无线路由器增益天线制作方?无线 电视 接收[转载]无线路由器增益天线制作方?无线 电视 接收无线路由器增益天线(一)网络笼盖范围小.无线信号不稳定,经常出现断线征象,你 ...查看


  • 2011GUIDE雷达资料
  • 目录 雷达物位计 1 测量原理--------------------------------------------------------------------------------------------------------1 ...查看


  • 天线基础知识
  • 什么是天线 天线是在无线电收发系统中,向空间辐射或从空间接收电磁波的装置.是无线电通信系统中必不可少的部分.由于各种设备要求采用的波段不同,天线的设计也就不同,不同用途的天线需要设计成各种样式,就是我们通常称的天线程式.如在长.中.短波段, ...查看


  • 车载一维相控阵天线二次雷达设计及实现
  • 车载一维相控阵天线二次雷达设计及实现 摘要 本文介绍了一种新的采用一维相控阵天线的车载二次雷达的实现过程,包括总体设计,针对一维相控阵天线波束特点进行的相应设计,并简述了该二次雷达的主要技术特点,测试表明该项技术可行,具有工程应用价值. 关 ...查看


  • 经典雷达资料-第20章测高和三坐标雷达-1
  • 第20章 测高和三坐标雷达 David J. Murrow 20.1 测高雷达及其技术 早期的雷达测高技术 早期用于测量目标高度的雷达技术是按照是否在测量中运用了地球表面来进行分类的.在早期雷达中,运用地球表面测高相当普遍,这是因为天线和发 ...查看


  • 相控阵雷达导引头关键技术初探_李秋生
  • 控制与制导 相控阵雷达导引头关键技术初探 李秋生 摘 要 相控阵雷达导引头具有 波束扫描灵活.空间功率和时间资源分配可控等传统雷达导引头所没有的优点.在分析相控阵雷达导引头技术选取的基础上, 方案, 网络的收发一体化设计.捷联去耦以及导引头 ...查看


  • 基于查表方式的雷达波束扫描技术
  • 第44卷第1期(总第171期) 2015年3月 火控雷达技术 Fire Control RadarTechnology Vol.44No.1(Series 171) Mar.2015 基于查表方式的雷达波束扫描技术 郭立俊 (中国电子科技集 ...查看


热门内容